Question

11．在“伏安法测电阻”实验中，小明同学将电路连成如图甲电路．

（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整．（要求：滑动变阻器滑片P向右滑动时，电阻变小．）
（2）连接电路时，开关必须是断开，滑动变阻器滑片P置于C端（选填“C”或“D”）．
（3）实验中，闭合开关后，移动滑片，电流表无示数，电压表有较大示数，经检查，导线连接完好，则故障可能是电阻开路．
（4）排除故障后，小明进行实验记录数据，并根据数据绘制出图象（如图乙），由图乙可知，该定值电阻阻值是5Ω；利用图象法处理数据的作用是形象直观地反映物理量之间的关系、减小实验中的偶然误差．
（5）小华设计了另一个测量电阻的电路（如图丙），在MN之间接入待测电阻，可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值，小华已经标出了部分电阻值（如图丁），由电表表盘数据可知：该电路电源电压是6V，定值电阻R₀是2Ω，该电表测量电阻的最小值是8Ω．

Answer 1

分析 （1）伏安法测电阻，电流表与电阻串联测电路电流，电压表与电阻并联，滑动变阻器与电阻串联保护电路，滑动变阻器根据一上一下的原则连接．
（2）连接电路时要断开开关，滑片要置于最大阻值处．
（3）闭合开关，电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路．
（4）由图乙得出一组电压与电流值，根据欧姆定律即可求出电阻；知道图象法的直观形象的效果；
（5）由图丙可知待测电阻与定制定制串联，由欧姆定律和串联电路的特点利用电源电压不变的特点列出等式可以求出电源电压和定值电阻，由于电流表不能超过量程，所以根据欧姆定律即可求出电电路中的最小电阻值，于是即可得出测量的电阻最小值．

解答 解：（1）将电压表与电阻并联，由于滑动变阻器滑片P向右滑动时电阻变小则应将变阻器滑片右边的电阻线连入电路，故应将开关右边接线柱与B点相连，实物电路图如图所示．
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（2）为保护电路，防止发生短路，连接电路时开关要处于断开状态，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，即滑片处于C端．
（3）闭合开关，电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，所以故障是与电压表并联的电阻存在断路现象．
（4）由图乙可知：I=0.5A，U=2.5V，则由I=$\frac{U}{R}$得：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
利用图象法处理数据的作用是形象直观地反映物理量之间的关系、减小实验中的偶然误差．
（5）由丁图可知：I₁=0.2A时，R₁=28Ω，I₂=0.4A时，R₁=13Ω；
由图丙电路可知：在测量电阻时定值电阻R₀与待测电阻R串联；
由I=$\frac{U}{R}$和串联电路的电压特点可得：
当测量电阻R₁时，电源电压U=U₀+U₁=I₁R₀+I₁R₁=0.2A×R₀+0.2A×28Ω------------------①
当测量电阻R₂时，电源电压U=U₀′+U₂=I₂R₀+I₂R₂=0.4A×R₀+0.4A×13Ω----------------②
解①②得：R₀=2Ω，U=6V；
由于电流表量程是0.6A，所以当电路中的最大电流为I_max=0.6A时测量的电阻值最小，
此时，由I=$\frac{U}{R}$可知电路中的最小电阻为R_min=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
根据串联电路中总电阻等于各电阻之和可知：测量的电阻值R_min=R_min-R₀=10Ω-2Ω=8Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；C；（3）电阻断路；（4）5；形象直观地反映物理量之间的关系、减小实验中的偶然误差；（5）6；2；8．

点评 本题考查了电流表量程的选择、连接实物电路图、电路故障分析、电流表读数，实质是考查欧姆表的工作原理、知道根据串联电路的特点和欧姆定律即可正确解题．